Wahrnehmung der räumlichen Tiefe von Objekten Nataliya Smirnova Julia Schindler

Wahrnehmung der räumlichen Tiefe von ObjektenNataliya Smirnova

Julia Schindler

Tiefensehen

Der uns umgebende drei-dimensionale Raum wird auf der zwei-dimensionalen Netzhaut abgebildet

aus diesem Bild berechnet das visuelle System die 3D-Distanz der Objekte

Dazu dienen viele verschiedene Tiefenhinweise

Abbildungspositionen einzelner Punkte auf der Retina

Okulomotorische Informationen

Bei der Betrachtung naher Objekte konvergieren die Augen. Bei der Betrachtung weit entfernter Objekte stehen sie parallel.

Um nahe Objekte zu fokussieren, muss die Brechkraft der Linse erhöht werden. Dies geschieht durch Akkomodation.

Monokulare Informationen

Verdecken von Objekten (liefert keine Info über Entfernung des Objekts. Sie gibt nur relative räumliche Tiefe an).

Relative Höhe im Gesichtsfeld (höher Objekte werden als weiter entfernt gesehen und andersherum).


Relative Größe im Gesichtsfeld (wenn zwei Objekte physikalisch gleich groß sind, dann nimmt das nähere einen größere Teil des Gesichtsfeldes ein).

Gewohnte Größe.


Atmosphärische Perspektive (dank ihr sehen wir entfernte Objekte weniger scharf, da wir dabei durch die Luft schauen müssen).


Lineare Perspektive (ermöglicht das Darstellen dreidimensionaler Tiefeneindrücke auf zweidimensionalen Flächen).


Texturgradient (Elemente erscheinen mit zunehmendem Abstand zum Auge als immer dichter gepackt, obwohl sie immer denselben Abstand haben).


Erreichbarkeit (Die Distanz zu einem Objekt wird überschätzt, wenn sich zwischen Proband und Objekt ein Hindernis z.B. ein Graben befindet)

Bewegungsparallaxe Ein Auge, das sich von

einer Position links zu einer Position rechts bewegt. Dabei verändern die Abbildungen zweier Objekte (A und B) ihre Position auf der Netzhaut. Man beachtete, dass die Abbildung des nahen Objektes A bei der Positionsänderung eine größere Strecke auf der Netzhaut zurücklegt als die Abbildung des fernen Objektes B.

Tiefinformationen bei Tieren Katzen haben frontal angeordnete Augen. Ein Tier hat Augen mit sich überlappenden visuellen Feldern und Neurone, die Signale von beiden Augen erhalten . Kaninchen haben seitlich liegende Augen. Ein Tier hat keine sich überlappenden visuellen Felder; aber hat viel bessere „Rundumsicht“.

Tiefinformationen bei Tieren

Tiere mit kleinen Augen nutzen andere Infos zur Entfernungseinschätzung z.B. mittels der Flugbahn, die für verschiedene Distanzen benutzt wird.

= binokulare Tiefeninformation (beide Augen sind beteiligt)

Bild linkes Auge + Bild rechtes Auge = Stereopsis/ Stereosehen

a. Korrespondierende Netzhautpunkte: Ortswerte auf beiden Netzhäuten, die denselben

Ortswerten im visuellen Kortex entsprechen wie alle Punke, die sich auf dem Horoptor (gestrichelte Linie) befinden

Querdisparation und stereoskopisches Sehen

Horoptor = gedachter Kreis, der durch den Fixationspunkt und die optischen Mittelpunkte der beiden Augen führt

Änderung des Fixationspunkts = Änderung des Horoptors

Nichtkorrespondierende (disparate) Punkte liegen nicht auf dem Horoptor


b. Querdisparationswinkel: Winkel zwischen dem nichtkorrespondierenden Punkt und dem Punkt, der korrespondierend wäre

je weiter das Objekt vom Horoptor entfernt ist, desto größer ist der Querdisparationswinkel

Vor dem Horoptor: gekreuzte Querdisparation Objekt näher am Horoptor

Hinter dem Horoptor: ungekreuzte Querdisparation Objekt weiter vom Horoptor entfernt


c. Zufallsstereogramm:

= Reizvorlage ohne monokulare Tiefeninformationen

bloßes Vorliegen von Querdisparation räuml. Wahrnehmung möglich

d. Neuronale Verarbeitung von Querdisparation: Geschieht Querdisparationsneurone im visuellen

Kortex Zellen, die auf Punkte im visuellen Kortex fallen,

welche durch bestimmten Querdisparationswinkel getrennt sind

Sind für das stereoskopische Sehen verantwortlich


e. Korrespondenzproblem: Wie bring das visuelle System ähnliche Punkte aus den

Abbildungen beider Netzhäute in Übereinstimmung? Vergleich nach z.B. nach hervorstechenden Merkmalen

Bei den meisten Dingen einfach, doch bei Zufallsstereogramm schwierig, aber dennoch interpretiert dies das Gehirn als räumliche Tiefe

Noch nicht richtig erforscht, wie das Gehirn das macht

Querdisparation und stereoskopisches Sehen :

Wahrnehmung räumlicher Tiefe

Lokalisation des Stereosehens im Gehirn parietaler Kortex

Tiefeninformationen: Querdisparation, monokulare Tiefeninfos, bewegungsinduzierte Tiefeninfos, okulomotorische Tiefeninfos

Je mehr Tiefeninfos, desto besser die räuml. Wahrnehmung Offene Fragen:

Wie wird die Querdisparation neuronal kodiert? Wie funktioniert die Querdisparation in den einzelnen Stufen des

neuronalen Systems? Führt Querdisparation bei geneigten oder gekrümmten Oberflächen zu

Gradienten der Querdisparation? Wie funktioniert die Querdisparation bei Bewegung? Wird die Querdisparation in Abhängigkeit von der Entfernung

umgerechnet? Wird die Querdisparation in beobachterunabhängige Koordinaten

umgerechnet und in der inneren Landkarte gespeichert? Werden, wenn Wiedersprüche in der Wahrnehmung auftauchen, diese

automatisch aufgelöst? Was bedeutet die Mehrfachsicherung von Tiefeninfos für die

Wahrnehmung?

Zusammenfassung

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